基因研究新發現:演化樹上烏龜更像蜥蜴

基因資料顯示烏龜和蜥蜴擁有相近的共同祖先。

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作者:Chloe McIver,來自自然雜誌

根據一項基因分析,烏龜應該與蜥蜴位於生命之樹的同一分支上,這項分析可能解開關於這種生物起源的長期謎團。

長期以來,古生物學家一直使用形態學資料,透過仔細觀察化石和現存親屬的物理特徵,來展示不同物種之間的進化關係。然而,近幾十年來,基因比較變得越來越重要。


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但是分子學證據和化石證據並不總是一致,這給烏龜的分類帶來了很多困惑。《生物學快報》今天發表的一項研究可能透過基因分析將這種處境艱難的爬行動物放在其正確的位置上。

特立獨行者

事實證明,烏龜尤其難以分類,因為它們看起來與其他爬行動物非常不同,而其他爬行動物大多屬於雙孔亞綱。雙孔亞綱動物的頭骨都有兩個孔,稱為顳孔,顳孔連線著附著在下頜上的肌肉。

根據化石記錄,烏龜最早出現在大約2.3億年前的三疊紀時期,自那時以來幾乎沒有變化。關鍵的是,烏龜缺乏顳孔,這表明它們是更原始的爬行動物形式的現存親屬,這種形式早於雙孔亞綱動物。因此,它們被單獨歸為一類,介於兩棲動物和其他爬行動物之間。

然而,還有兩種其他可能性可以將烏龜歸入雙孔亞綱。一種是烏龜與鳥類和鱷魚的親緣關係比與蜥蜴更近。到目前為止,大多數基因研究都支援這一點。

另一種可能性是,烏龜與蜥蜴和蛇的親緣關係更近,這一群體比雙孔亞綱的其他動物擁有更近的共同祖先。

消失的蹤跡

對烏龜、蜥蜴和短吻鱷的基因分析1現在支援後一種假設。這意味著烏龜的祖先曾經在其頭骨中具有顳孔,但這些顳孔在烏龜進化過程中消失了。

“我們能夠提供的,是支援一種假設而排除其他假設的明確證據,”達特茅斯學院分子古生物學家凱文·彼得森(Kevin Peterson)說,他是這項新研究的合著者,他位於新罕布什爾州漢諾威。

這項工作與之前的研究不同,因為它使用了 microRNA,這是一種在細胞中發現的短鏈調控基因分子。它們對於解決系統發育難題特別有用,因為儘管額外的 microRNA 可能會在數百萬年的進化過程中發展出來,但一旦在進化枝中建立起來,它們就很少丟失。

MicroRNA 已被用於確定其他類似的深層系統發育關係,大多數科學家都認為它們是可靠的工具。這項研究的結論特別令人信服的原因在於,它與一個現有的、也得到形態學資料支援的假設相符。

“多年來,當我們試圖重建生命之樹時,解剖學和化石與分子學之間一直存在著某種來回往復,”英國布里斯托大學的古生物學家邁克·本頓(Mike Benton)說,他沒有參與這項研究。對於烏龜,他說,“這是我們第一次看到解剖學和分子學似乎達成一致。”

本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2011年7月19日首次發表

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